KR20090117657A - 고정 보조물의 용도 - Google Patents

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KR20090117657A
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adhesive
adhesive tape
surfactant
polysaccharide
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KR1020090040188A
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크리스티안 하더
안네마리 뮐러
게르하르트 비르
Original Assignee
테사 소시에타스 유로파에아
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Publication date
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Abstract

본 발명은 적어도 다당류 성분 및 계면활성제 성분을 포함하는, 시트형 캐리어를 구비한 접착 테이프를 제조하기 위한 적층 조성물에 관한 것이다.

Description

고정 보조물의 용도 {USE OF A FIXING AID}
본 발명은 예를 들어 페이퍼 웹 등을 갖는 페이퍼 변형 기계 또는 프린팅 기계에서 실행되는 경우 플라잉 접합(flying splice) (플라잉 릴 교체)을 위한 특별한 감압 접착 (PSA) 테이프의 사용에 관한 것이다.
이러한 기술은 기계를 정지시키지 않으면서 릴 교체시에 접합(splicing)을 수행하게 할 수 있다. 간단한 설명으로, 새로이 삽입될 릴(reel)에는 이의 리딩 에지(leading edge)에서 감압 접착 영역이 제공되며, 릴이 기계의 웹(web) 속도로 가속된 후에, 그러한 감압 접착 영역이 배출시킬 릴의 웹의 단부에 인접되어 이에 결합되며, 그 결과 교체 릴의 리딩 에지가 기계에서 배출시키는 웹에 의해 당겨진다. 요구되는 PSA 영역은 감압 접착 테이프를 이용하여 형성된다. 플라잉 접합의 경우에, 이러한 테이프는 웹을 중첩 형태로 (웹 위에 웹) 결합시키는 양면 감압 접착 테이프, 또는 수많은 경우에, 한쪽 면에 감압적으로 접착하는 충분한 폭의 접합 테이프 (단부 대 단부)이다.
이러한 원리가 수십년 동안 실제로 확립되었지만, 이러한 기술적 실행은 증가된 웹 속도 및 기계의 웹 폭에 대해 지속적으로 개조되고 있다. 예를 들면, 30 년 내에, 웹 속도는 대략 600m/분에서 2500 m/분의 현재 수준으로 증가되었고, 기계 폭은 대략 2 m에서 오늘날 대략 8 m로 증가되었다. 접합에 작용하는 관련된, 비교적 높은 힘은, 접합 작업 동안 다소 감소된 웹 속도에서도, 접착제 조성물을 개선시키고, 조심스러운 워크-아웃 방식(carefully worked-out manner)에서 접합을 제조하기 위해 필수적인 것으로 의미된다. 이러한 속도 및 웹 폭에서 웹 파열에 기인한 기계 정지는 매우 높은 손실 비용의 원인이다(사용불능 시간 및 출발 시기 동안의 불량 제품).
접합을 제조하는데 특히 많은 시간 및 노력이 리딩 에지를 교체 릴에 고정시키는데 요구된다. 게다가 접합 이전에, 새로운 릴을 대략 웹 속도에 상응하는 주속(peripheral speed)이 되게 하는 것이 필수적이다. 이러한 작동을 위하여, 접합을 위해 적용된 PSA 영역을 수반하는 리딩 에지가 고정 보조물에 의해 릴의 표면에 견고하게 접착하게 하는 것이 필수적이다. 고속에서, 심지어 이러한 웹 표면의 약간의 불규칙함(flutter)은 배출 웹에 대한 전영역 결합을 방해하며, 파열을 초래한다. 다른 한편으로, 결합이 형성되지 마자, 고정 보조물은, 리딩 에지를 릴 표면으로부터 분리시키기 위하여 떼어내어야 한다. 감압 접착 페이퍼 라벨은, 예를 들어 이러한 고정 보조물로서 사용되며, 이러한 라벨은 페이퍼 선택의 결과로서 및/또는 특정 기하학에 의해 어느 정도 규정된 인장 강도를 가지고, 릴 위에 규정된 횟수로 손으로 붙여져서, 리딩 에지가 릴의 이후 턴 (turn)의 하부 영역에 고정되도록 한다. 두개 웹의 접합 직후에, 고정 보조물은 웹 응력에 의해 별개로 찢어진다.
신뢰성 있는 접합 제조, 및 시간소비적이고 항상 신뢰가능하지 않는 수작업 고정을 막기 위하여, 접합을 위해 제공된 접착 영역, 및 리딩 에지를 위한 고정 보조물의 통합된 형태를 포함하는 감압 접착제 접합 테이프가 개발되었다. 길이 방향으로 분할되는 경우, 이러한 접착 테이프는 이들의 후면 물질 위에 두개의 스트립형 구역을 갖는데, 하나의 구역은 접합 작업을 위해 양면 또는 단면 감압 접착되며, 교체 릴의 리딩 에지 위에 (양면 감압 접착의 경우) 또는 이의 아래에 부분적으로 (단면 감압 접착의 경우) 부착된다. 마찬가지로 제 1 구역으로부터 어느 정도의 거리에서 제 1 구역에 인접한 접착 테이프 위에 배열된 제 2의 감압 접착제 구역은 릴 표면에 의해 형성된 이어지는 턴에 고정시키기 위해, 접착 테이프의 아래면 위에 놓여지는 이의 접착 영역에 의해 제공된다.
WO 95/29115호에서는 통합된 고정 보조물이 약하게 접착되고 가역적으로 접착하는 접착제 조성물에 의해 릴 표면에 고정되는 접합 테이프가 기재되어 있다. 가역적으로 접착하는 코팅은 접합 작업 동안 고정물이 릴 표면 상에 점착성 잔류물을 남기지 않으면서 용이하게 분리될 수 있게 의도된다. 이러한 과정은 실제로 확립되지 않았는데, 이는 가역적 결합의 강도 수준이 변형되는 페이퍼 타입의 특성에 의존적이고, 이에 따라 일정하지 않기 때문이다. 더욱이, 고정 보조물의 PSA 영역은 페이퍼 웹의 하부면 상에 커버되지 않은 채로 유지되고, 변형 공정 동안에, 페이퍼 기계의 가열 건조 실린더 위로 통과되어, 페이퍼를 오염시키고, 건조 펠트 및 와이어를 더럽히는 점착성 입자를 침적시키며, 축적되는 경우 실질적으로 웹이 건조 실린더에 대해 점착성을 야기시킴으로써 파열을 야기시킬 수 있다.
유사하게는, DE 40 33 900 A호에서, 웹 고정은 접합 구역과 함께 약하게 감압 접착하는 섹션에서 수행된다.
EP 0 418 527 A호에서는 특히 프린팅 기계에서의 플라잉 릴 교체를 위한 접합 방법이 기재되어 있다. 여기서, 통합된 감압 접착하는 고정 보조물은 웹의 결합 후에 도입된 사전결정된 파열점에 의해 접합 구역으로부터 분리된다. 사용된 사전결정된 파열점은 접합 구역과 고정 구역에 대한 감압 접착제 막들 사이의 접착 테이프에서 후면 물질의 세로 천공이다. 이러한 방법이 갖는 장점은 감압 접착하는 영역이 접합 후에 비-접착 물질에 의해 커버된 채로 유지되고, 그 결과로서 비-점착성 표면이 프린팅 기계 등을 통해 통과된다는 것이다. 다른 한편으로, 단점은 천공의 형태로 사전결정된 파열점의 불량하게 규정된 파열 강도이다. 이러한 경우에서 강도의 변동이 고려될 수 있다. 더욱이, 개개의 천공을 통한 분리는 터치-앤-클로즈(touch-and-close) 고정장치의 방식으로 변덕스럽게 수행된다. 이러한 경우에 일어나는 개개의 인장 강도 피크 때문에, 작은 약점의 개개의 천공 구멍을 갖는 경우에서도, 전체 어셈블리는 터치-앤-클로즈 고정장치의 방식으로 일찍 찢어질 수 있다. 대략 800 m/분의 웹 속도를 갖는 프린팅 기계에 대해, 이러한 원리는 충분할 수 있으며; 실질적으로 보다 빠른-구동 페이퍼 변형 기계와 함께, 문제점에 대한 개선된 해법이 요구될 수 있다.
US 5,702,555 A호에서는 감압 접착하는 코팅들 사이에 사전결정된 파열 구역으로서 작용하는 용이하게 분열가능한 페이퍼 후면을 포함하는 양면 감압 접착 테이프를 이용하여 규정된 방식으로 이형되는, 릴 표면에 웹 단부를 이형가능하게 고 정시키는 방법이 기재되어 있다. 고정물이 떨어질때, 감압 층들은 페이퍼 웹 위에 존재하며, 페이퍼 후면은 어느 정도 중심으로 분열시키는 이들 사이에 위치되며, 이에 따라 리딩 에지와 릴의 하부 턴 사이의 결합을 깨뜨린다. 이러한 경우에, 감압 접착제 층은, 점착성 영역이 기계를 통과하지 않도록 분할에서 형성된 두개의 비교적 얇은 페이퍼 웹에 의해 커버된 채로 유지된다.
명세서 DE 196 28 317 A 및 DE 196 32 689 A호에서는 특히 고속 페이퍼 기계에서 플라잉 접합을 위해 구조화되고, 특히 리딩 에지의 통합된 고정 보조물을 위한 중간체 캐리어 물질로서 용이하게 분열되는 페이퍼를 포함하는 감압 접착 테이프가 기재되어 있다.
WO 99/46196호에서는 특히 사전결정된 파열점으로서 실리콘 또는 유기불소-화합물 이형층과 접촉한 이에 도입된 수용성 폴리머층을 포함하는 수용성 스플라이싱이 기재되어 있다. 분할력은 코팅 두께와 이형제의 이형 특성에 의해 확립된다. 이러한 고정 보조물이 갖는 단점은 페이퍼 재활용 공정에 이러한 고도로 활성인 표면-활성제가 원치않게 도입된다는 것이다. 더욱이, 이러한 이형제의 최소 코트 두께에서의 변형에 의한 요망되는 제한된 공차에서의 분할력의 확립은 높은 수준의 기술적 복잡성을 요구한다.
EP 1 076 026 A호에서는 접합 테이프의 하부면에 고정 보조물의 사용이 기재되어 있으며, 접합 테이프는 감겨진 릴의 위에서 두번째 시트에 고정 보조물에 의해 접착되며, 고정 보조물과 마주보는 접합 테이프의 접착제 상부 면의 적어도 일부가 풀려지는 공정에서 다른 릴의 고속 시트에 접착제 커플링을 위하여 열리는 방 식으로, 접합 테이프는 감겨진 릴의 최상부 시트의 착수와 동시에 접착되며, 고정 보조물은 접합 테이프의 하부면에 접착되고 두개의 동시적층된 시트형 물질로부터 형성된 캐리어 물질로 이루어지며, 적층은 사전결정된 파열 구역을 형성하며, 고정 보조물은 이의 하부면에 감압적으로 접착된다. 특히, 결합제로서 개질된 전분을 사용하고, 이형 첨가제로서 탈크, 스테아릴 유도체, 또는 폴리머 이형제의 분산액을 함유한다.
요약하면, 현재 코팅 플랜트에서의 플라잉 릴 교체가, 가속화되는 고속 및 톤 단위의 큰 질량으로 인하여, 공정에서 심지어 한계적 오류 또는 단점이 고려될 수 있는 손실을 초래할 수 있는 복잡한 작업이라는 것은 분명하다. 이러한 이유로, 페이퍼 공정은 대개 스플라이싱 동안 불합격률과 관련한 통계를 유지시킨다. 따라서, 추가적인 최적화가 필요하다. 이에 대한 필수적인 사항은 접합 동안 인장 응력 피크를 최소화시키는 것이다. 결론적으로, 순간적인 변덕스러운 가속력은 가능한한 방지되어야 한다. 이는 접합-형성 동안 리딩 에지에 대한 고정 보조물의 갑작스런 분리과 관련된 문제를 갖는다. 비교적 높은 홀딩력(holding force)을 이용하여, 웹 속도에 대한 회전 속도 동안에 공기의 하부흐름 또는 플래그형(flaglike) 분리에 대해 교체 릴의 리딩 에지를 고정시키기 위해 요구되는 고정 보조물의 분리는 페이퍼 웹에서 현저한 인장 피크를 형성시킨다.
본 발명의 목적은 진보적으로 개발된 과정에 의해 이러한 인장 피크를 최소화하기 위한 것이다.
본 발명은 고정 보조물을 제조하기 위한 혁신적인 적층 조성물, 접착 테이프 (접착제 접합 테이프), 특히 감압 접착 테이프의 형태, 또는 이의 일부로서 이에 따라 제조된 고정 보조물, 및 고정 보조물의 용도 및 기술된 결함이 일어나지 않거나 적어도 동일한 정도로 일어나지 않는 교체 릴의 리딩 에지(leading edge)에 대한 통합된 고정 보조물과 함께 플라잉 릴 교체를 실행하기 위한 접착제 접합 테이프의 용도를 교시한다. 이러한 유용성은 필수적으로 릴 표면으로부터의 고정 보조물 분리를 위한 정밀한 파열 공차를 갖는 용이하고 "소프트"-분열가능한 사전결정된 파열 구역을 도입하는 것이다.
본 발명은 특히 적어도 하나의 다당류 성분 및 계면활성 성분을 기초로 한 적층 조성물에 의해 동시적층된 두개의 시트의 어셈블리로 이루어진 캐리어를 포함하고, 추가로 하나가 캐리어 위에 제공되고 다른 하나가 캐리어 아래에 제공되는 적어도 두개의 접착제 층을 포함하는 접착 테이프를 제공한다.
이러한 접착 테이프는 주로 기술된 고정 보조물로 이루어질 수 있거나, 더욱 구체적으로 이러한 고정 보조물 및 추가 성분들을 포함하는 접착제 접합 테이프일 수 있다.
본 발명의 고정 보조물의 제조를 위하여, 두개의 웹, 특히 두개의 페이퍼 웹은 서로 적층된다. 이러한 적층은, 요망되는 사전결정된 파열 구역을 형성하도록 수행된다.
본 발명에 따라 사용되는 적층 조성물은 결합제, 더욱 구체적으로 다당류 성 분 이외에, 특히 이형제로서 제공되는 적어도 하나의 계면활성제 성분을 포함하는 조성물이다. 계면활성제 성분은 단일 계면활성제일 수 있지만, 또한 두개 이상의 계면활성제로 이루어진 계면활성제 성분일 수 있다.
적층 접착제는 요망되는 경우, 유리하게는 특히 탄성 첨가제 (또는 하기 탄성제)를 포함하는 추가 성분들을 포함할 수 있다.
매우 바람직한 일 과정에서 다당류 성분은 전분, 아라비아 검 또는 상술된 화합물의 유도체이다.
결합제 성분은 추가적으로 예를 들어 스테아레이트, 특히 마그네슘 스테아레이트 및 칼슘 스테아레이트일 수 있다. 결합제 성분의 조성물은 또한 전분과 하나 이상의 추가 결합제의 혼합물이 사용될 수 있도록 존재할 수 있다. 결합제로서의 전분은 적층 조성물이 매우 양호한 스크린-프린팅능력을 갖는 필수적인 장점을 갖는다.
본 발명에 따른 특히 바람직한 적층 조성물은 98중량% 이하, 더욱 바람직하게는 85중량% 내지 95중량%, 더더욱 바람직하게는 90중량% 내지 95 중량%의 다당류 분획을 갖는다. 특히 바람직하게는, 전분 유도체, 특히 감자 전분을 기초로 한 히드록시프로필 에테르를 사용할 수 있다. 이러한 전분은 예를 들어 Emslandstaerke로부터 상표명 Emsol K55로 입수가능하다.
계면활성제 함량은 매우 바람직하게는 2중량% 내지 20중량%, 더욱 바람직하게는 5중량% 내지 15중량%, 가장 바람직하게는 5중량% 내지 10중량%이다. 상기 비율 숫자는 특히 각 경우에 고체 분획을 기준으로 한 양의 형태로, 다당류 및 계면 활성제 성분 둘 모두에 대해 계면활성제와 다당류의 혼합물을 기준으로 한 것이다. 적층 조성물의 제조를 위하여, 용매, 더욱 구체적으로 물이, 바람직하게는 50% 내지 80% 비로 존재한다. 적층 접착제를 제조하기 위하여, 특히 고체 계면활성제를 20% 내지 40% 강도의 다당류 성분 수용액에 첨가할 수 있다.
적층 조성물에 대한 추가의 가능한 접착제의 예로는 30 중량% 내지 80 중량%의 비로 사용되는 탈크, Ca 스테아레이트 및/또는 스테아릴기를 지닌 이형 코폴리머가 있다. 탈크는 더욱 구체적으로 스크린-프린트능력을 나타내기 위하여 충전제로서 사용될 수 있다.
탄성을 위하여, 폴리프로필렌 글리콜 또는 폴리에틸렌 글리콜은 매우 적합하게, 더욱 바람직하게는 0 내지 15 중량%의 양으로 제공된다. 이러한 경우에서, 실온에서 고체인 비교적 고분자량의 제품이 주로 사용된다. 중요한 비중으로 양호한 효과를 위해 사용될 수 있는 추가의 탄성제(elasticizing agent)로는 아라비아 검 및 유사한 성질 프로필을 갖는 플라스틱이 있다.
적층 조성물은 바람직하게는 수성 분산액에 대해 적합한 어플리케이터(applicator) 유닛을 이용하여, 페이퍼 캐리어 등 위에 코팅되고, 제 2 페이퍼 캐리어 등과 함께 습윤 상태로 라이닝되고, 이후 건조된다. 요망되는 경우, 제지에서 통상적인 측정, 예를 들어 얻어진 어셈블리의 재습윤(rewetting), 캘린더링(calendering) 및 평탄화(levelling)가 사용될 수 있다. 건조 후 적층 조성물의 막 두께는 바람직하게는 5 내지 20 g/㎡, 더욱 구체적으로 5 내지 10 g/㎡이다.
상기 기술된 어셈블리는 이후 접착제, 특히 감압 접착제 (PSA)로 코팅될 수 있다. 이러한 경우에, 도포 중 요구사항에 따라, 동일하거나 상이한 접착제, 또는 PSA가 상부면 또는 바닥면에 도포될 수 있다. 이에 따라 제조된 고정 보조물은 플라잉 릴 교체를 위해 이러한 형태로 사용될 수 있으며; 대안적으로는, 고정 보조물은 또한 더욱 넓은 접착 테이프 (또한 접착제 접합 테이프라 칭함), 특히 감압 접착 테이프를 장착하기 위한 성분으로서 제공될 수 있다. 이러한 경우에, 여러 가능한 구체예가 존재하며, 이형지를 포함하는 경우, 단일 접착 스플라이싱 구역 또는 양면 접착 스플라이싱 구역을 지닌 접착 테이프의 롤 제품 형태를 제조할 수 있다.
제 1 구체예에서, 고정 보조물은 상기 기술된 타입의 사전결정된 파열점을 갖는 캐리어, 다시 말해서 더욱 구체적으로 두개의 동시적층된 페이퍼 웹으로 이루어지며, 캐리어는 하나의 접착제를 각각 갖는 이의 상부면 및 이의 바닥면 상에 제공되며, 특히 구체적으로 감압 접착제가 사용된다. 이러한 경우에, 상부면 및 바닥면 상에 동일한 접착제 (PSA)를 사용할 수 있으며; 대안적으로는, 접착제 (PSA)는 적용시에 이들이 결합되는 기판에 대해 개조함으로써 상이하게 선택될 수 있다.
추가 구체예는 특히 상기 기술된 구조를 갖는 고정 보조물을 포함하는 접착 테이프를 나타낸다. 이러한 경우에, 고정 보조물은 더욱 구체적으로 DE 196 28 317 A1호에 기술된 바와 같이, 바람직하게는 이의 도 1에 기술된 바와 같이, 접합을 위해 의도된 감압 접착제 구역의 반대면 상에 제공된다. 본 발명에 따라 배열될 수 있는 통합된 고정 보정물을 갖는 접착 테이프의 추가 예는 명세서 DE 196 28 317 A, DE 198 30 674 A, DE 199 02 179 A, DE 199 58 223 A, DE 100 58 956, DE 101 23 981, WO 03/20623 A, WO 03/24850 A, DE 102 10 192 A, DE 102 58 667, DE 10 2004 028 312 A, DE 10 2005 051 181 A에서 발견되며, 물론 이러한 구체예를 한정하는 것으로 의도되지 않는다.
보다 용이하게 조작하기 위해서, 고정 보조물 또는 고정 보조물을 갖는 접착제 접합 테이프는 특히 양면 이형 캐리어 물질, 특히 실리콘처리된 페이퍼로 라이닝될 수 있고, 유리하게는 저장 또는 판매의 목적을 위하여 이러한 물질과 함께 롤에 감겨진다.
특히 바람직하게는, 고정 보조물 및/또는 접착제 접합 테이프는 탄성체 형태이다.
적절한 적층 조성물을 선택함에 있어서, 건조된 막은, 분할 후에 노출된 영역이 기계 부품 또는 제품을 오염시키지 않도록 비교적 고온에서도 접착력을 가지지 않아야 할 것이다. 페이퍼 기계 및 프린팅 기계에서 사용하기 위하여, 고정 보조물 또는 접착제 접합 테이프의 어떠한 성분도 페이퍼의 재활용을 중단시키지 않는 것이 바람직하다. 추가 처리의 과정에서 절단된 접합 구역은 이후 문제 없이 재활용될 수 있다. 결론적으로, 통상적인 제지 보조물을 포함하는 적층 조성물의 수-계열 제형이 특히 유리하다. 사용될 수 있는 결합제는 오랫동안 습식 접착 테이프용으로 사용된 개질된 전분, 또는 결합제를 포함한다.
계면활성제는 이형제로서 사용된다. 비이온성 및/또는 음이온성 에멀젼제를 선택하는 것이 특히 바람직하다. 이러한 계면활성제는 천연에서 모노머, 올리고머 또는 그 밖에 폴리머로 존재할 수 있다. 긴 측쇄를 갖는 계면활성제, 특히 8개 내 지 18개의 C 원자의 측쇄를 갖는 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게 제공되는 계면활성제로는 비교적 장쇄 알킬 라디칼을 지닌 극성 계면활성제, 특히 적어도 8개, 더욱 바람직하게는 적어도 12개의 C 원자를 갖는 알킬 사슬을 갖는 계면활성제가 있다.
하기 화합물들은 본 발명에 대한 특히 바람직한 이형제인 것으로서 알려진 것이다: 나트륨 옥타데실설포숙시네이트, 나트륨 디알킬설포숙시네이트, Na n-도데실 설페이트, 나트륨 라우릴 설페이트, 암모늄 라우릴 설페이트, 나트륨 올레일세틸 알코올 설페이트, 지방 알코올 폴리글리콜 에테르, 지방 알코올 에톡실레이트 및 노닐페놀 에톡실레이트.
디나트륨 n-옥타데실설포숙시네이트 (ODSS)는 본 목적을 위한 이형제로서 특히 우수한 것으로 증명되었다. 이를 기초로 한 적층 조성물이 사용될 때, 플라잉 릴 교체를 위해 특히 성공적으로 (오류 없이) 사용될 수 있는 접착 테이프를 제조할 수 있었다.
하기 개요는 본 발명의 적층 조성물을 제조하기 위해 우수한 효과로 사용될 수 있는 상업적으로 입수가능한 제품의 리스트를 제공한 것이다. 상표명(tramde mark)은 확인하지 않았으며, 개개의 소유권자의 권리를 침해하지 않았다.
Figure 112009027710527-PAT00001
요망되는 사전결정된 파열 구역을 제조하기 위한 추가의 바람직한 변형예는 두개의 캐리어 웹의 부분적인 비-전영역 적층으로 이루어진다. 이러한 목적을 위하여, 예를 들어, 하나의 페이퍼 웹은 회전 스크린 프린팅에 의해 적층 조성물의 별도의 영역으로 코팅되고, 제 2 캐리어 웹과 함께 습식으로 동시적층되며, 건조된다. 이러한 영역의 간격, 직경 및 막 두께는 스크린 디자인에 의해 사전결정된다. 14 내지 100 메시, 및 7% 내지 60% 개구 영역의 스크린을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 40 메시의 스크린 및 50 메시의 스크린이 매우 적합한 것으로 증명되었다. 도포된 건조 적층 조성물의 양은 5 내지 25 g/㎡, 특히 5 내지 10 g/㎡ 범위내로 정해진다.
스크린 프린팅은 비교적 고점도의 페이스트형, 비-발포성 수성 제조물을 이용하여 수행되며, 이의 고체 내용물은 예를 들어, 음이온성 감자 전분 또는 옥수수 전분을 포함한다. 폴리프로필렌 글리콜 또는 폴리에틸렌 글리콜과 같은 탄성 첨가제 및/또는 이형제가 또한 본래 성분과 양립가능한 양으로 사용될 수 있다. 분할력은 이형제의 양 뿐만 아니라 스크린 디자인 및 고체 농도에 의해 결정된다.
얼룩이 없는 깨끗한 프린트된 이미지를 얻기 위하여, 수성 제조물의 흐름 거동에 있어서 탄성 성분은 실처럼 늘어나는 것(stringing)을 방지하기 위해 소량으로 유지되어야 한다. 이는 예를 들어, 탈크 또는 소량의 매우 미세하게 분할된 실리카 겔 또는 다른 증점제를 첨가함으로서 달성될 수 있다.
사전결정된 파열 구역에서 적층 조성물의 분포 및/또는 영역의 크기를 상이하게 함으로써, 이러한 구역내에 다양한 분할력을 확립시킬 수 있다. 이러한 수단에 의해, 고정 보조물이 접합 작업 동안에 분할할 때, 분할력은 예를 들어, 고정 구역의 에지 영역에서의 개시시에 낮게 유지될 수 있고, 접착 부위의 증가하는 밀도 또는 크기에 의해, 중간쪽으로 분리 공정이 진행함에 따라 점진적으로 증가할 수 있고, 접착 포인트에서 상응하는 감소에 의해 분할의 말단부 쪽에서 다시 낮아진다. 이러한 방식으로, 접합 작업 동안 인장 응력 피크를 방지할 수 있으며, 고정 보조물의 분할력은 매우 다양한 상이한 페이퍼 등급 및 접합 기하학의 요구사항에 따라 규정된 방식으로 조정될 수 있다.
캐리어 페이퍼 또는 막을 선택할 때, 분열되지 않은 변형 공정에 대해 접합 두께가 가능한한 얇아야 한다는 사실을 고려하는 것이 필수적이다. 결론적으로, 최대 두께, 특히 개개의 캐리어 웹의 페이퍼 두께는 바람직하게는 70 g/㎡로 제한하며, 고정 보조물에 대한 어셈블리의 전체 두께는 최대 140 g/㎡를 초과하지 않는다. 어셈블리의 두께를 감소시키기 위하여, 또한 증점제, 습식-코팅된 캐리어 웹 위에 비교적 얇은 페이퍼 웹을 적층할 수 있다. 사용된 페이퍼 웹의 습윤-강도 처리는 랩핑(warping)의 경우를 방지하기 위해 허용가능하지만, 특히 작업 조건하에 서 충분한 수용성(repulpability)을 허용하는 방식으로 수행되어야 한다.
매우 얇은 페이퍼의 경우에 습식 적층이 가능하지 않기 때문에, 또한 핫-멜트 접착제, 바람직하게는 극성 왁스, 수지 및 이형 왁스, 예를 들어 스테아르산과, 및 요망되는 경우 바람직하게는 수용성 가소제와 배합된 히드록시프로필셀룰로즈 또는 폴리비닐피롤리돈 및/또는 상응하는 공중합체를 기초로 한 수용성(repulpable) 물질을 사용할 수 있다. 페이퍼 캐리어 웹 중 하나가 이러한 부류의 핫-멜트 접착제로 코팅된 후에, 제 2 웹은 열적으로 적층된다. 핫-멜트 접착제는, 페이퍼 기계에서 가열 건조 실린더와 접촉시에 핫-멜트 접착제 입자가 이러한 영역에 거의 증착되지 않거나 전혀 증착되지 않도록 가능한한 120℃가 넘는 높은 연화 범위를 가져야 한다. 핫-멜트 접착제가 제지에서 잠재적인 오염물로서 분류되기 때문에, 이러한 적층의 변형예는 바람직하게는 사용되지 않는다.
동시적층된 캐리어 웹은 이후 바람직하게는 각 경우에 15 내지 40 g/㎡의 막 두께의 전단-저항 및 바람직하게는 수용성 감압 접착제 조성물을 갖는 양면 위에 제공되며, 약 100 내지 대략 400 mm의 웹 폭으로 절단되고, 양면 이형 캐리어 물질, 예를 들어 실리콘처리된 페이퍼를 삽입하면서 롤에 감겨진다. 이러한 방식으로 얻어진 고정 보조물은 이후 매우 다양한 접합 테이프에 결합될 수 있다. DE 196 28 317 A1호에서, 이의 예로는 단면 감압 접착제-코팅된 접합 테이프가 기재되어 있다. 감압 접착제 접합 테이프 상에 고정 보조물의 고정은 또한, 단지 한쪽면에 감압 접착제 코팅을 갖는 고정 보조물로 가능하다. 이러한 경우에서의 결합은 예를 들어, 아교 코트(glue coat)와 함께 일어날 수 잇다. 이에 따라 통합된 고정 보조물이 장착된 접합 테이프는 예를 들어 이형지 삽입과 같은 통상적인 방식으로 롤 제품으로서 제공될 수 있다.
사전결정된 파열 구역은 일반적으로 적층 조성물과 적층된 페이퍼 웹 사이의 접착제 파괴의 형태로 활성화된다. 분열된 양쪽 절반이 적층된 어셈블리에 대해 90℃의 각도로 300 mm/분의 속도로 분리되는, 고정 보조물이 분열될 때 사전결정된 파열 구역을 분열시키기 위한 이형력은 바람직하게는 3 내지 40, 특히 5 내지 35 cN/cm의 범위내에서 설정될 것이다. 보다 용이하게 분열되는 어셈블리(easier-to-cleave assembly)는 주로 감광성 또는 경량 페이프의 저합을 위해 의도된다. 물론 특별한 적용을 위하여, 또한 상기 기술된 한계를 초과할 수 있다.
따라서 접합 구역의 수용성이 요구되지 않는 분야에서, 이러한 문제점에 대한 해법은 간단하게 될 수 있다. 이러한 경우에, 고정 보조물을 위한 캐리어 물질로서 사용되는 막은 또한 상기에서 상세히 기술된 바와 같이 배합 한계내에서, 적층 조성물로서, 이형 첨가제를 갖는 핫-멜트 접착제, 예를 들어 폴리비닐스테아릴카르바메이트 또는 탈크 등을 기초로 한 이형 왁스를 이용하여 동시적층될 수 있다. 예를 들어 수혼화성 이형 첨가제를 지닌, 폴리아크릴레이트 또는 폴리(부타디엔스티렌)을 기초로 한 수성 분산액 형태의 결합제가 또한 이러한 경우에 적합하다.
본 발명은 하기 실시예를 참조로 하여 예시되었으며, 실시예에 의해 불필요하게 제한하지 않는다.
실험 시리즈 1 (표 1)
표 1에 명시된 비율의 다당류 수용액 및 상응하는 계면활성제로부터 적층 조성물을 제조하였다. 전분 유도체를 80 내지 85℃에서 용해시켜 상응하는 양의 고형물 (B1 내지 B9)을 지닌 균질한 용액을 형성시킴으로써 얻어진 다당류 수용액 형태의 결합제를 사용하였다[Emsol K 55는 특히 35% 강도 용액으로서 사용됨(B1, B2), Emcol DA 1344는 30% 강도 용액 (B3) 및 25% 강도 용액 (B4 내지 B6)으로서 사용됨. 아라비아 검(Gum arabic)은 60% 강도 용액으로서 사용됨]. 비교 실험 (C1 내지 C4)으로서, 폴리머 이형제 ("Tremul") 및 전분으로부터 적층 조성물을 제조하였다. 폴리머 이형제 (Tremul)를 하기와 같이 얻었다: 85℃, pH 9에서 암모니아를 함유한 수성 매질 중에서 에멀젼제를 첨가하지 않고, 스티렌 및 말레산 모노-N-스테아릴 아미드를 3 대 1의 몰비로 자유-라디칼 공중합시켜, 30 중량% 고형물을 지닌 폴리머 분산액을 제조하였다.
결합제를 제조하기 위하여, 80 내지 85℃에서 다당류 유도체를 물에 용해시켜 표 1에서 특정된 고형물 함량을 갖는 균질한 용액을 수득하였다.
사용된 다당류 유도체는 전분 유도체 Emsol K55 (감자 전분을 기초로 한 개질된, 온수-가용성 히드록시프로필 에테르), 및 Emcol DA1344 (약 22%의 아밀라제 비를 갖는 히드록시프로필화된 감자 전분) (둘 모두는 Emslandstaerke GmbH로부터 입수가능함), 및 아라비아 검이다.
기본 중량이 60 g/㎡인 페이퍼 캐리어(paper carrier) (DREWSEN Spezialpapiere GmbH & Co. KG)를 회전식 스크린 프린팅 (스크린 타입 LR, 40 메 시, 20% 개구 영역, 125 μ 두께, 300 y 홀 직경, 25% 페이스트 부피)으로 상기 기술된 바와 같이 제조된 적층 조성물(실시예 B1 내지 B10, 비교 실시예 C1 내지 C4)로 코팅하였다. 기본 중량이 30 g/㎡인 티슈 페이퍼(Tissue paper)를 습윤 코팅 위에 적층하였다. 이후에, 어셈블리를 120℃에서 건조시키고, 재습윤(rewetting)으로 평탄하게 하였다. 각 경우에 건조된 적층 조성물의 코트 두께는 표 1에 기술되었다(g/㎡의 코트중량 라인).
후속하여, 어셈블리의 양면을 20 g/㎡의 수용성(repulpable) 감압 접착제로 코팅하였다. 두개의 페이퍼를 시험 샘플 상에서 양쪽면이 마주보게 위치시키고, 공기의 함유를 피하기 위하여 손가락으로 온화하게 가압하였다. 이후에, 수동 롤러를 이용하여, 우수한 결합 강도를 달성하기 위하여 어셈블리를 측면 당 2회씩 빠르게 오버롤링하였다(overrolled). 결합은, 한쪽 측면 상에 페이퍼의 단부가 시험 바디를 넘어서 튀어나오게 하며, 이에 따라 그립 탭(grip tab)으로서 제공될 수 있도록 형성된다. 어셈블리에서 중심으로, 스틸 자(steel ruler)를 이용하여, 폭이 15 mm인 스트립을 약 20 cm의 길이로 절단하였다. 이후 페이퍼 시험 샘플의 분할이 인지될 때까지 두개의 그립 탭을 손으로 잡아 떼었다. 이후 시험 바디를 인장 시험 기계에 그립 탭으로 클램핑(clamped)하고, 스트립의 나머지 부분을 300 mm/분의 일정한 속도로 떼어내었다. 결과가 시험 바디의 가장자리에서 접착 테이프의 마주보는 모서리 간의 접촉 및 점착에 의해 왜곡되지 않도록 하기 위하여 조심스럽게 수행한다. 페이퍼의 분할 강도(cleavage strength)는 cN/cm로 표시된다. 측정된 5번의 수치로부터 평균을 구하였다.
300 mm/분의 분할 속도를 갖는 인장 시험 기계에서의 분할력 (cleavage force)의 시험으로 표 1에 기재된 수치를 구하였다
표 1
Figure 112009027710527-PAT00002
우수한 결과는 결합제 성분으로서 90중량% 내지 95중량%의 감자 전분을 기초 로 한 온수-가용성 히드록시프로필 에테르 (이러한 경우에, Emsol K55), 및 계면활성제 성분으로서 5 중량% 내지 10 중량%의 디나트륨 n-옥타데실설포숙시네이트 (ODSS)를 지닌 적층 조성물을 이용할 때 얻어졌다.
실험 시리즈 2 (표 2)
제 2 실험 시리즈에서, 실험 시리즈 1에 기술된 제조 모드와 유사하게, 90%의 전분 유도체 및 10% 계면활성제를 함유하는 적층 조성물 (고형물 함량을 기준으로 함; 적층 조성물은 고체 계면활성제를 35% 강도의 전분 유도체 수용액에 첨가함으로써 수득될 수 있음)로 측정을 수행하였다. 시험 샘플을 실험 시리즈 1과 동일한 방식으로 다시 제조하였다. 사용된 다당류 성분은 전분 유도체 Emsol K55 (Emslandstaerke; 상기 참조) 및 Pure-FLO F (아밀로펜틴을 함유한 아밀로즈-부재 옥수수["왁시 옥수수"]를 기초로 한 개질된 식용가능한 전분; National Starch & Chemical Corporation으로부터 입수가능함)이다. 사용된 계면활성제는 표 2에 기재되어 있다. 표 2에서는 기술된 계면활성제가 마찬가지로 적층 조성물의 제조를 위해 매우 적합한 것임을 나타낸다.
표 2
Figure 112009027710527-PAT00003
표 1 및 2에서 재현된 결과는, 제안된 방법이 리딩 웹 에지(leading web edge)의 바로 부근에서 형성된 접합(splice) 상의 하중과 관련하여, 종래 기술에 비해 최소화시키고, 고정 보조물이 고정된 페이퍼 표면의 전체 또는 일부 찢김의 감소를 나타내는데 성공적인 것으로 나타낸다. 특히, 비교적 얇은 감광지(sensitive paper) 제조의 경우에, 응력 피크는 최소화되어야 하지만, 다른 한편으로, 릴(reel)에 대한 리딩 웹 에지의 신뢰성 있는 고정이 또한 비교적 높은 강도를 필요로 한다. 이러한 요구사항들을 고려하여, 사전결정된 파열점(breakage point)은 매우 정밀한 규정된 공차(tolerance)내에서 작용성을 가져야 한다.
이러한 서론에 기술된 바와 같이, 어느 정도 용이하게 분할가능한 페이퍼에 의해 사전결정된 파열점의 발생 (분할 저항은 많은 비율의 짧은 섬유 및 충전제에 의해 필수적으로 낮아짐)은 가역적으로 결합하는 감압 접착제 코팅을 사용한 것 보다 더욱 바람직한 것으로 여겨진다. 페이퍼의 두께(Z-방향)로의 페이퍼 분할과 관 련된 단점은 낮은 분할력이 확립시키기 어렵고 좁은 한계내에서 규정될 수 없다는 것이다. 따라서, 한정된 디자인의 사전결정된 파열 공차는 성공적이지 못하다.
더욱이, Z 방향으로 분할 저항을 감소시키기 위하여 높은 비율의 충전제 및 짧은 섬유를 함유한 페이퍼는 매우 부서지기 쉽다. 이는 부서지기 쉽고, 비탄력적이고, 변덕스러운 분열을 초래하며, 이러한 부류의 사전결정된 파열점은 신축적으로 "소프트(soft)" 방식으로 분열하지 않으며, 접합 작업시에 순간적인 피크 하중을 감소시키는데 기여하지 못한다.

Claims (10)

  1. 적어도 다당류 성분 및 계면활성제 성분을 포함하는, 시트형 캐리어를 구비한 접착 테이프를 제조하기 위한 적층 조성물(laminating composition).
  2. 제 1항에 있어서, 다당류 성분이, 다당류 및 계면활성제의 총중량을 기준으로, 98중량% 이하, 더욱 바람직하게는 85중량% 내지 95중량%, 더더욱 바람직하게는 90중량% 내지 95중량%의 비로 존재함을 특징으로 하는 적층 조성물.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 다당류 성분으로서 전분 유도체, 특히 감자 전분을 기초로 한 히드록시프로필 에테르가 사용됨을 특징으로 하는 적층 조성물.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 계면활성제 함량이 다당류 및 계면활성제의 총 중량을 기준으로, 2중량% 내지 20중량%, 바람직하게는 5중량% 내지 15중량%, 더욱 바람직하게는 5중량% 내지 10중량%임을 특징으로 하는 적층 조성물.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 계면활성제 성분으로서 선택된 화합물이 디나트륨 n-옥타데실설포숙시네이트, 나트륨 디알킬설포숙시네이트, Na n-도데실 설페이트, 나트륨 라우릴 설페이트, 암모늄 라우릴 설페이트, 나트륨 올 레일세틸 알코올 설페이트, 지방 알코올 폴리글리콜 에테르, 지방 알코올 에톡실레이트 및 노닐페놀 에톡실레이트임을 특징으로 하는 적층 조성물.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 건조 상태에서 접착력을 지니지 않음을 특징으로 하는 적층 조성물.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 따른 적층 조성물에 의해 동시적층되는 두개의 시트의 어셈블리를 포함하는 캐리어를 포함하며, 하나가 캐리어 위에 제공되고 다른 하나가 캐리어 아래에 제공되는 두개 이상의 접착제 층을 추가로 포함하는 접착 테이프.
  8. 제 7항에 있어서, 접착 테이프의 동시적층된 시트의 분할 동안 사전결정된 파열 구역(breakage zone)을 분리시키기 위한 이형력(release force)이, 적층된 어셈블리에 대해 90°각도 및 300 mm/분의 속도로 절반의 분할 분리(separation of the cleavage halves)에 대해 측정하여, 3 내지 40 cN/cm임을 특징으로 하는 접착 테이프.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 사전결정된 파열 구역을 분할시키기 위한 이형력이 스크린 프린팅 또는 그라비어(gravure) 프린팅에 의해 제조될 수 있는 바와 같이 접착 영역의 수 및/또는 크기에 의해 적층 조성물의 전영역 적층 또는 부분적 인 불연속 코팅에 의해 정해짐을 특징으로 하는 접착 테이프.
  10. 제 7항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 접착 테이프의 동시적층된 시트의 물질이 필름, 또는 특히 페이퍼, 특히 10 내지 70 g/㎡의 기본 중량을 갖는 페이퍼임을 특징으로 하는 접착 테이프.
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